当前位置:科学网首页 > 小柯机器人 >详情
小鼠假常染色体区域会形成减数分裂DNA的断裂
作者:小柯机器人 发布时间:2020/5/31 15:29:40

美国斯隆—凯特林癌症研究所Scott Keeney、Maria Jasin、Laurent Acquaviva等研究人员合作发现,小鼠假常染色体区域会形成减数分裂DNA的断裂。这一研究成果于2020年5月27日在线发表在《自然》上。

研究人员报道了假常染色体区(PAR)的动态超微结构,并确定了使PAR成为雄性小鼠基因组中双链断裂(DSB)形成高频区段的顺式和反式作用因子。在断裂形成之前,多个DSB促进因子在PAR中过度积累,其染色体轴伸长、姐妹染色单体分离。这些过程链接到异染色质mo-2微型卫星阵列,并需要MEI4和ANKRD31蛋白,但不需要REC8或HORMAD1。
 
研究人员认为,PAR的重复DNA序列提供了独特的染色质和高阶结构,这些对重组至关重要的。染色体联会触发伸长PAR结构的崩溃,值得注意的是,卵母细胞可以简单通过延迟或预防联会而被重新编程为PAR中精子样的DSB水平。因此,PAR的两性行为部分是由于性别之间在PAR结构的成熟、DSB的形成以及配对和联会完成之间的竞争中的动态差异所产生。这些发现揭示了减数分裂过程中性染色体重组的机制。
 
据了解,在大多数真兽类哺乳动物中,雄性的性染色体只共享一个很小的同源片段,即假常染色体区(PAR),其中双链断裂(DSB)、配对和互换必须发生从而实现正确的减数分裂。细胞如何确保在PAR中发生重组尚不清楚。
 
附:英文原文

Title: Ensuring meiotic DNA break formation in the mouse pseudoautosomal region

Author: Laurent Acquaviva, Michiel Boekhout, Mehmet E. Karasu, Kevin Brick, Florencia Pratto, Tao Li, Megan van Overbeek, Liisa Kauppi, R. Daniel Camerini-Otero, Maria Jasin, Scott Keeney

Issue&Volume: 2020-05-27

Abstract: Sex chromosomes in males of most eutherian mammals share only a small homologous segment, the pseudoautosomal region (PAR), in which the formation of double-strand breaks (DSBs), pairing and crossing over must occur for correct meiotic segregation1,2. How cells ensure that recombination occurs in the PAR is unknown. Here we present a dynamic ultrastructure of the PAR and identify controlling cis- and trans-acting factors that make the PAR the hottest segment for DSB formation in the male mouse genome. Before break formation, multiple DSB-promoting factors hyperaccumulate in the PAR, its chromosome axes elongate and the sister chromatids separate. These processes are linked to heterochromatic mo-2 minisatellite arrays, and require MEI4 and ANKRD31 proteins but not the axis components REC8 or HORMAD1. We propose that the repetitive DNA sequence of the PAR confers unique chromatin and higher-order structures that are crucial for recombination. Chromosome synapsis triggers collapse of the elongated PAR structure and, notably, oocytes can be reprogrammed to exhibit spermatocyte-like levels of DSBs in the PAR simply by delaying or preventing synapsis. Thus, the sexually dimorphic behaviour of the PAR is in part a result of kinetic differences between the sexes in a race between the maturation of the PAR structure, formation of DSBs and completion of pairing and synapsis. Our findings establish a mechanistic paradigm for the recombination of sex chromosomes during meiosis.

DOI: 10.1038/s41586-020-2327-4

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2327-4

期刊信息

Nature:《自然》,创刊于1869年。隶属于施普林格·自然出版集团,最新IF:43.07
官方网址:http://www.nature.com/
投稿链接:http://www.nature.com/authors/submit_manuscript.html